医学模糊决策第一章.ppt

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1、 医学模糊决策医学模糊决策 FUZZY DECISION MAKING FUZZY DECISION MAKING IN MEDICINE IN MEDICINE首都医科大学首都医科大学生物医学工程学院生物医学工程学院 马斌荣马斌荣2011.02 尊师尊师 上课不要迟到上课不要迟到 课前课间帮老师搽黑板课前课间帮老师搽黑板 做作业不要互相抄袭做作业不要互相抄袭爱生爱生 认真备课认真备课 讲透重点、难点、知识点讲透重点、难点、知识点 有问必答，百问不厌有问必答，百问不厌 因才施教因才施教 选修课选修课必修课必修课区别？区别？非人人都必须掌握非人人都必须掌握 ！个性化教育（您个性化教育（您无无我我

2、“有有”）这种这种“有有”有价值吗？有价值吗？本课程的价值在于：本课程的价值在于：1.1.学习一种模糊的思维方法学习一种模糊的思维方法2.2.培养用培养用“数量化数量化”分析问分析问 题解决问题的能力题解决问题的能力3.3.了解计算机能够自学习了解计算机能够自学习 为什么要学为什么要学教高教高200720071 1号号 （一）专业结构调整与专业认证（一）专业结构调整与专业认证 积极探索专业评估制度改革积极探索专业评估制度改革，重点推进工程重点推进工程技术、医学等领域的专业认证试点工作，技术、医学等领域的专业认证试点工作，逐步建逐步建立适应职业制度需要的立适应职业制度需要的专业认证体系专业认证体

3、系。纽约中华医学基金会的纽约中华医学基金会的全球医学教育最低基本要求全球医学教育最低基本要求 医疗实践和卫生系统的管理有赖于有效医疗实践和卫生系统的管理有赖于有效的源源不断的知识和信息。计算机和通讯技的源源不断的知识和信息。计算机和通讯技术的进步对教育和信息的分析和管理提供了术的进步对教育和信息的分析和管理提供了有效的工具和手段。使用计算机系统有助于有效的工具和手段。使用计算机系统有助于从文献中寻找信息，分析和联系病人的资料。从文献中寻找信息，分析和联系病人的资料。因此，毕业生必须了解信息技术和知识因此，毕业生必须了解信息技术和知识的用途和局限性，并能够在解决医疗问题和的用途和局限性，并能够在

4、解决医疗问题和决策中合理应用这些技术。决策中合理应用这些技术。因此，医学毕业生应该能够做到以下几点：因此，医学毕业生应该能够做到以下几点：在职业活动中表现出有分析批判的精神、有根据在职业活动中表现出有分析批判的精神、有根据的怀疑、创造精神和对事物进行研究的态度；的怀疑、创造精神和对事物进行研究的态度；懂得根据从不同信息源获得的信息在确定疾病的懂得根据从不同信息源获得的信息在确定疾病的病因、治疗和预防中进行科学思维的重要性和局限性；病因、治疗和预防中进行科学思维的重要性和局限性；应用个人判断来分析和评论问题，主动寻求信息应用个人判断来分析和评论问题，主动寻求信息而不是等待别人提供信息；而不是等待

5、别人提供信息；根据从不同来源获得的相关信息，运用科学思维去根据从不同来源获得的相关信息，运用科学思维去识别、阐明和解决病人的问题；识别、阐明和解决病人的问题；理解在作出医疗决定中应考虑到问题的复杂性、不理解在作出医疗决定中应考虑到问题的复杂性、不确定性和概率；确定性和概率；提出假设，收集并评价各种资料，从而解决问题。提出假设，收集并评价各种资料，从而解决问题。国家高科技研究发展计划（国家高科技研究发展计划（863计划）生物和医药技术领域计划）生物和医药技术领域 数字化医疗工程技术开发主题项目申请指南数字化医疗工程技术开发主题项目申请指南 20102010年年 1010月月课题课题2 2、医学知

6、识库与临床决策支持系统研发、医学知识库与临床决策支持系统研发课题研究目标：面向临床诊疗需求，构建医学知识库与课题研究目标：面向临床诊疗需求，构建医学知识库与临床决策支持系统，实现随需而得的决策支持和更精确临床决策支持系统，实现随需而得的决策支持和更精确地诊断与更有效的治疗。地诊断与更有效的治疗。课题支持年限：课题支持年限：2011-20152011-2015课题拟支持的国拔经费控制额为课题拟支持的国拔经费控制额为28002800万万课题课题6 6、数字化中医信息系统研发、数字化中医信息系统研发课题研究目标：构建数字化中医信息系统，构建中医课题研究目标：构建数字化中医信息系统，构建中医药科研资源

7、数据库、知识库及中医药临床决策支持系药科研资源数据库、知识库及中医药临床决策支持系统，并在中医药进行应用示范。统，并在中医药进行应用示范。课题支持年限：课题支持年限：2011-20152011-2015课题拟支持的国拔经费控制额为课题拟支持的国拔经费控制额为900900万万 本课程学习什麽？1.基本原理和方法基本原理和方法 2.分析问题和解决问题 的思维和方法思维和方法 应用举例应用举例Eg:Eg:经济学基本原理经济学基本原理 边际效益边际效益 margin effect margin effect 争第一桶金争第一桶金 earn the first customers money earn

8、the first customers moneyEg:Eg:甲流的预测预报甲流的预测预报Eg:Eg:重症监护室医院感染分级预警网络信息系统重症监护室医院感染分级预警网络信息系统EgEg：发热、腹泻的传染性的预警系统：发热、腹泻的传染性的预警系统Eg:出血性脑卒中手术治疗和保守治疗的判别系统出血性脑卒中手术治疗和保守治疗的判别系统Eg:神经网络集成及其在肺结节诊断中的应用研究神经网络集成及其在肺结节诊断中的应用研究Eg:三级、二级、一级医院的评定三级、二级、一级医院的评定Eg：餐馆卫生的：餐馆卫生的A级、级、B级、级、C级的评定级的评定已申请软件专利已申请软件专利 数学的魅力在那里？数学的魅力

9、在那里？数学生产不了粮食？没用！数学生产不了粮食？没用！？20092009年数学家谷超豪获国家最高科技奖年数学家谷超豪获国家最高科技奖管理的领导掌握科技知识的重要性管理的领导掌握科技知识的重要性可以运算可以运算 可以推理（推算可以推理（推算发现）发现）可以抽象思维可以抽象思维模糊数学的魅力在那里？模糊数学的魅力在那里？可以运算可以运算可以模糊推理（模糊推算可以模糊推理（模糊推算模糊决策模糊决策）可以模糊思维可以模糊思维 第一章第一章 绪论绪论一、一、模糊数学的诞生模糊数学的诞生19651965年，美国教授、年，美国教授、自动控制专家自动控制专家 Fuzzy SetFuzzy Set专著专著 提

10、出提出 Fuzzy Set Fuzzy Set 模糊集合模糊集合 Membership function Membership function 隶属函数隶属函数 Grade of MembershipGrade of Membership 隶属度隶属度 二、精确数学与模糊数学二、精确数学与模糊数学1.1.精确数学精确数学1)1)描述精确的概念或现象，描述精确的概念或现象，如如:生存、死亡生存、死亡 血型：血型：A A、B B、ABAB、O O 等等2)2)命题的取值只能是命题的取值只能是“真真”(1)(1)或或“假假”(0)(0)2.2.模糊数学模糊数学1)1)描述模糊的概念或现象，描述模糊

11、的概念或现象，如个子如个子:高、矮高、矮;感觉感觉:有点疼、比较疼等有点疼、比较疼等2)2)命题的取值是命题的取值是0 01 1的实数的实数性别：男、女性别：男、女?精确精确?模糊模糊?20092009年卫生部年卫生部制定了制定了第三第三类临床应用技术的规范类临床应用技术的规范三、模糊数学的应用三、模糊数学的应用1.1.医疗诊断医疗诊断2.2.公共突发应急事件公共突发应急事件3.3.模式识别模式识别:指纹识别、人脸识别、手写字识别指纹识别、人脸识别、手写字识别4.4.模糊控制、管理与决策模糊控制、管理与决策5.5.天气预报天气预报肺部节结的肺部节结的癌与非癌癌与非癌,DNA,DNA与疾病与疾病

12、(SARS,(SARS,禽流感禽流感)公安破案、机场安检公安破案、机场安检生产流程监控、质量控制、交通管理生产流程监控、质量控制、交通管理SARSSARS的早期诊断的早期诊断防恐怖事件防恐怖事件 谢谢 谢谢 ！注释：图中蓝色的曲线代表估算的甲型注释：图中蓝色的曲线代表估算的甲型H1N1H1N1流感病例数，流感病例数，红色曲线代表没考虑打疫苗的情况下预测未来三周的甲型红色曲线代表没考虑打疫苗的情况下预测未来三周的甲型H1N1H1N1流感病例数，流感病例数，橙色曲线代表考虑打疫苗之后预测未来三周甲型橙色曲线代表考虑打疫苗之后预测未来三周甲型H1N1H1N1流感病例数，流感病例数，横轴为时间轴，以天

13、为单位。横轴为时间轴，以天为单位。出血性脑卒中手术治疗和保守治疗出血性脑卒中手术治疗和保守治疗 的计算机判别专家系统的计算机判别专家系统 一、患者基本信息：一、患者基本信息：医院名称、病案号、患者姓名、患者年龄（岁）、发病距就诊时间（小时）、收缩压（mmHg）、舒张压（mmHg）、脉搏（次）、呼吸（次）、体温（）、是否服用降压药物；二、全脑症状和脑干体征二、全脑症状和脑干体征双侧瞳孔直径（mm）、双侧瞳孔光反射、意识状态、GCS评分；三、神经系统三、神经系统有无肢体偏瘫、有无偏盲、有无偏深感觉障碍、有无失语、左侧巴氏征、右侧巴氏征、肌力；在决策系统中，我们把这些指标分成六大类在决策系统中，我们

14、把这些指标分成六大类 四、影像学检查四、影像学检查血肿体积、出血部位、有无脑室铸型、中线移位和脑室移位、有无脑疝、是否出现脑室内出血、血肿是否破入脑室、是否脑干出血、是否有脑淀粉样变五、病情的进展情况五、病情的进展情况颅内压是否持续升高、出血后病情是否进展迅猛、是否有脑干损伤六、其他六、其他有无凝血障碍病史、是否以脑实质出血为主伴有脑室内出血、是否单纯脑室内出血、是否单纯脑室铸型、是否有严重的心、肺、肾功能障碍。模式识别算法模式识别算法支持向量机支持向量机 （Support Vector Machine，SVM）l肺肺结节计结节计算机算机辅辅助助诊诊断的主要研究内容断的主要研究内容24提示提示

15、恶恶性度性度为为0.9肺结节的鉴别诊断肺结节的鉴别诊断辅助诊断性能评价辅助诊断性能评价肺结节的检测肺结节的检测l确定确定CTCT征象各种征象各种类类型的典型影像型的典型影像25光滑锐利光滑锐利棘状突起棘状突起轮轮廓廓形形态态接近光滑接近光滑1位拥有十年以上诊断经验的高级医生1位工作5年以内的初级医生分别对60份肺结节（病理结果良性的19例，恶性的41例）的CT图像进行诊断。诊断结果分为肯定良性、可疑良性、难以确定、可疑恶性和肯定恶性5个等级，试评价两位医生利用CT影像诊断肺结节的能力，肺结节的肺结节的CTCT图像进行诊断图像进行诊断肯定良性、可疑良性、难以确定、可疑恶性和肯定恶性肯定良性、可疑良性、难以确定、可疑恶性和肯定恶性 高年资医生与低年资医生高年资医生与低年资医生 独立诊断的结果比较独立诊断的结果比较 计算机辅助诊断计算机辅助诊断 与高级医生独立诊断的结果比较与高级医生独立诊断的结果比较获计获计算机算机软软件著作件著作权权29